LED字元裝置驅動

lethe1203發表於2024-03-23
基本概念可參考https://www.cnblogs.com/lethe1203/p/18091326
程式碼參考正點原子

led驅動檔案led.c:

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>


#define LED_MAJOR        200        /* 主裝置號 */
#define LED_NAME        "led"     /* 裝置名字 */

#define LEDOFF     0                /* 關燈 */
#define LEDON     1                /* 開燈 */
 
/* 暫存器實體地址 */
#define CCM_CCGR1_BASE                (0X020C406C)    
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE        (0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE        (0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE                (0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE                (0X0209C004)

/* 對映後的暫存器虛擬地址指標 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;

/*
 * @description        : LED開啟/關閉
 * @param - sta     : LEDON(0) 開啟LED,LEDOFF(1) 關閉LED
 * @return             : 無
 */
void led_switch(u8 sta)
{
    u32 val = 0;
    if(sta == LEDON) {
        val = readl(GPIO1_DR);
        val &= ~(1 << 3);    
        writel(val, GPIO1_DR);
    }else if(sta == LEDOFF) {
        val = readl(GPIO1_DR);
        val|= (1 << 3);    
        writel(val, GPIO1_DR);
    }    
}

/*
 * @description        : 開啟裝置
 * @param - inode     : 傳遞給驅動的inode
 * @param - filp     : 裝置檔案,file結構體有個叫做private_data的成員變數
 *                       一般在open的時候將private_data指向裝置結構體。
 * @return             : 0 成功;其他 失敗
 */
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}

/*
 * @description        : 從裝置讀取資料 
 * @param - filp     : 要開啟的裝置檔案(檔案描述符)
 * @param - buf     : 返回給使用者空間的資料緩衝區
 * @param - cnt     : 要讀取的資料長度
 * @param - offt     : 相對於檔案首地址的偏移
 * @return             : 讀取的位元組數,如果為負值,表示讀取失敗
 */
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
    return 0;
}

/*
 * @description        : 向裝置寫資料 
 * @param - filp     : 裝置檔案,表示開啟的檔案描述符
 * @param - buf     : 要寫給裝置寫入的資料
 * @param - cnt     : 要寫入的資料長度
 * @param - offt     : 相對於檔案首地址的偏移
 * @return             : 寫入的位元組數,如果為負值,表示寫入失敗
 */
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
    int retvalue;
    unsigned char databuf[1];
    unsigned char ledstat;

    retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
    if(retvalue < 0) {
        printk("kernel write failed!\r\n");
        return -EFAULT;
    }

    ledstat = databuf[0];        /* 獲取狀態值 */

    if(ledstat == LEDON) {    
        led_switch(LEDON);        /* 開啟LED燈 */
    } else if(ledstat == LEDOFF) {
        led_switch(LEDOFF);    /* 關閉LED燈 */
    }
    return 0;
}

/*
 * @description        : 關閉/釋放裝置
 * @param - filp     : 要關閉的裝置檔案(檔案描述符)
 * @return             : 0 成功;其他 失敗
 */
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}

/* 裝置操作函式 */
static struct file_operations led_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = led_open,
    .read = led_read,
    .write = led_write,
    .release =     led_release,
};

/*
 * @description    : 驅動出口函式
 * @param         : 無
 * @return         : 無
 */
static int __init led_init(void)
{
    int retvalue = 0;
    u32 val = 0;

    /* 初始化LED */
    /* 1、暫存器地址對映 */
      IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(CCM_CCGR1_BASE, 4);
    SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE, 4);
      SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE, 4);
    GPIO1_DR = ioremap(GPIO1_DR_BASE, 4);
    GPIO1_GDIR = ioremap(GPIO1_GDIR_BASE, 4);

    /* 2、使能GPIO1時鐘 */
    val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
    val &= ~(3 << 26);    /* 清楚以前的設定 */
    val |= (3 << 26);    /* 設定新值 */
    writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);

    /* 3、設定GPIO1_IO03的複用功能,將其複用為
     *    GPIO1_IO03,最後設定IO屬性。
     */
    writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);
    
    /*暫存器SW_PAD_GPIO1_IO03設定IO屬性
     *bit 16:0 HYS關閉
     *bit [15:14]: 00 預設下拉
     *bit [13]: 0 kepper功能
     *bit [12]: 1 pull/keeper使能
     *bit [11]: 0 關閉開路輸出
     *bit [7:6]: 10 速度100Mhz
     *bit [5:3]: 110 R0/6驅動能力
     *bit [0]: 0 低轉換率
     */
    writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);

    /* 4、設定GPIO1_IO03為輸出功能 */
    val = readl(GPIO1_GDIR);
    val &= ~(1 << 3);    /* 清除以前的設定 */
    val |= (1 << 3);    /* 設定為輸出 */
    writel(val, GPIO1_GDIR);

    /* 5、預設關閉LED */
    val = readl(GPIO1_DR);
    val |= (1 << 3);    
    writel(val, GPIO1_DR);

    /* 6、註冊字元裝置驅動 */
    retvalue = register_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME, &led_fops);
    if(retvalue < 0){
        printk("register chrdev failed!\r\n");
        return -EIO;
    }
    return 0;
}

/*
 * @description    : 驅動出口函式
 * @param         : 無
 * @return         : 無
 */
static void __exit led_exit(void)
{
    /* 取消對映 */
    iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
    iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
    iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
    iounmap(GPIO1_DR);
    iounmap(GPIO1_GDIR);

    /* 登出字元裝置驅動 */
    unregister_chrdev(LED_MAJOR, LED_NAME);
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("lethe1203");

編譯Makefile:
 KERNELDIR := /mnt/d/project/imx6ull/atom/atom/linux

 CURRENT_PATH := $(shell pwd)

 obj-m :=led.o

 all:
         $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules

 clean:
         $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

測試ledApp.c:

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"


#define LEDOFF     0
#define LEDON     1

/*
 * @description        : main主程式
 * @param - argc     : argv陣列元素個數
 * @param - argv     : 具體引數
 * @return             : 0 成功;其他 失敗
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, retvalue;
    char *filename;
    unsigned char databuf[1];
    
    if(argc != 3){
        printf("Error Usage!\r\n");
        return -1;
    }

    filename = argv[1];

    /* 開啟led驅動 */
    fd = open(filename, O_RDWR);
    if(fd < 0){
        printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);
        return -1;
    }

    databuf[0] = atoi(argv[2]);    /* 要執行的操作:開啟或關閉 */

    /* 向/dev/led檔案寫入資料 */
    retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
    if(retvalue < 0){
        printf("LED Control Failed!\r\n");
        close(fd);
        return -1;
    }

    retvalue = close(fd); /* 關閉檔案 */
    if(retvalue < 0){
        printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);
        return -1;
    }
    return 0;
}

編譯方法:
arm-linux-gnueabihf-gcc -o ledApp ledApp.c

測試:

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